Измеритель тока короткого замыкания – Вольтметр ВРТ-М02 с функцией мониторинга тока короткого замыкания и сопротивления цепи фаза-ноль сети и сравнения с током срабатывания вводного автомата

Измерение тока КЗ

Статья об измерении тока короткого замыкания в цепях фаза-нуль

«Рынок Электротехники», № 1, 2007 г.

 

Об измерении тока короткого замыкания в цепях фаза-нуль

 

В соответствии с требованием ПУЭ необходимо измерять ток короткого замыкания цепи фаза-нуль в электроустановках до 1 кВ с глухим заземлением нейтрали.

Ток к. з. и, соответственно, полное сопротивление цепи фаза-нуль зависят:

  • от протяженности цепи;
  • от сечения проводов, составляющих цепь;
  • от удаления нулевого или заземляющего провода от фазного;
  • от материала исполнения нулевого или заземляющего проводника.

Для определения полного сопротивления цепи фаза-нуль и тока к. з. используется информация о падении напряжения и сдвиге фаз между током и напряжением при прохождении измерительного тока в цепях фаза-нуль.

Рассмотрим цепь, в которую включен прибор для измерения параметров цепи фаза-нуль.

 

Построим векторную диаграмму цепи фаза-нуль во время проведения измерения параметров, где

  • UC1 - напряжение сети;
  • UC2 - падение напряжения на приборе во время измерения;
  • UZ - падение напряжения на Zц-цепи фаза-нуль;
  • φ1 - сдвиг фазы между током и напряжением при измерении;
  • Ux - падение напряжения на реактивной составляющей сопротивления цепи фаза-нуль;
  • U - падение напряжения на активной составляющей цепи фаза-нуль;
  • URa - падение напряжения на активной составляющей цепи измерения;
  • φ - сдвиг фазы между током и напряжением в цепи фаза-нуль при коротком замыкании.

Из векторной диаграммы видно, что чем больше сопротивление прибора, тем больше будет падение напряжения UC2 и меньше U; U, а также угол φ1 и при определенных значениях φ10, тогда учесть реактивную составляющую невозможно и U

RЦ ' UZ ' UC1 - UC2, а при малых значениях UZ погрешность измерения UC1 и UC2 становится соизмерима со значением UZ .

Отсюда можно сделать вывод, что чем меньше сопротивление прибора, тем больше разница U = UC2 - UZ и больше угол φ1. Эти значения можно с большей точностью измерять и с большей точностью рассчитать IКЗ = UC1 / Zц и наоборот: чем больше сопротивление прибора, тем с большей погрешностью будут измерены UZ и угол φ1, а следовательно, и расчет IКЗ. При малых токах измерения невозможно учесть нелинейный характер сопротивления цепи фаза-нуль.

 

Тип измерителяМаксимальный ток в цепи измеренияПриведенная погрешность измеренияИзмеряемый параметр
М417 20 А 20%
Щ41160 1000 А 10% IКЗ

ЭК0200
2000 А (0 - 250 В) 10%-Iкз
4 % - U
прикосновения
IКЗ
Uприкосновения

ЦК0220

2000 А
5 % - ІКЗ
5 % - ZЦ
1 % - UC
IКЗ
ZЦ
UC

 

Рынок стран СНГ в основном заполнен измерителями тока короткого замыкания со сравнительно большим ограничительным сопротивлением - до 10 Ом.

Измерители с большим ограничительным сопротивлением имеют меньшие габариты и вес, но большую погрешность измерения, не полностью учитывают реактивную составляющую сопротивления и не учитывают нелинейный характер сопротивления.

Измерители с малым ограничительным сопротивлением имеют больший вес и габариты, но зато повышается точность измерения параметров, учитываются реактивная составляющая и нелинейный характер сопротивления.

Уманский завод «Мегомметр» на протяжении многих лет разрабатывает измерители параметров цепи фаза-нуль и стремится устранять недостатки предыдущих измерителей. Опыт наработки показывает, что наиболее оптимальный режим измерения должен производиться при токах 500 ... 2000 А.

ЦК 0220 имеет основные характеристики:

  • измерение тока к. з. - от 10 А до 10 000 А;
  • измерение полного сопротивления Zц - от 0,022 Ом до 22 Ом;
  • измерение напряжения сети - 180- 245 В;
  • активную и реактивную составляющие сопротивления цепи фаза-нуль;
  • сдвиг фаз между током и напряжением во время к. з.;
  • ограничительное сопротивление - 0,1 Ом.

Измеритель запоминает 10 последних результатов измерений.

Пользуясь прибором ЦК 0220, вы имеете возможность получить наиболее полную и верную информацию о состоянии проверяемой цепи всего одним нажатием кнопки «ИЗМЕРЕНИЕ» и считать из памяти прибора до десяти проведенных прежде измерений в любое время и в любом месте.

www.marketelectro.ru

www.megommetr.com

Измерение сопротивления и тока короткого замыкания цепи фаза нуль »

Зачем измерять сопротивление фаза-нуль

 

Сопротивления цепи фаза нуль это полное сопротивление проводников тока от места измерения до трансформаторной подстанции. Для измерения сопротивления петли использовали прибор ИФН-300 с заводской поверкой. Чем меньше сопротивление тем лучше, тем больший ток может протекать от подстанции до потребителя. На сопротивление фаза нуль влияет качество затяжки проводов в клемниках, сечение проводов, сопротивление на автоматах, длина проводов, сопротивление обмотки трансформатора на подстанции. Сравнивая сопротивление в розетках, можем определить, где проводка и соединение качественное, а где нужно проверить проводку.

    

Второе главное назначение измерения сопротивления цепи фаза нуль это вычисление предполагаемого тока короткого замыкания. Ток короткого замыкания вычисляется по формуле: напряжение делить на полное сопротивления цепи, в современных приборах вычисляется автоматически. Знать ток нужно, чтобы понять правильно ли выбран автоматический выключатель. Например в частном доме далеко от подстанции сопротивление линии большое, ток короткого замыкания будет около 100 А. Если установлен автомат на 25 А типа С, то мгновенный (электромагнитный) расцепитель сработает только при пяти кратном превышении тока равным 125 А. А максимальный ток при коротком замыкании только 100 А, тогда при замыкании проводка будет греться, может загореться пока в автомате не сработает биметаллический размыкатель. Автомат в данном случае должен стоять на 16 А типа B и C.

 

Буквы в названии модульных автоматов которые крепятся на din рейку время-токовая характеристика автоматического выключателя означает, что мгновенный электромагнитный расцепитель сработает:

  • B при 3…5 кратном превышении номинального тока;
  • С при 5…10 кратном превышении номинального тока;
  • D при 10…20 кратном превышении номинального тока.

 

В электрических сетях до 1000 В с глухозаземленной нейтралью ток короткого замыкания должен быть больше тока отключения мгновенного расцепителя автоматического выключателя в 3 раза согласно ПТЭЭП пункт 3.6. Время отключения автоматического выключателя в сетях 220 В должно быть не более 0,4 с.

 

 

Измерив предполагаемый ток короткого замыкания в удлинителе получили, что ток короткого замыкания через удлинитель меньше, чем в розетке на 100 А. Это говорит о низкой мощности удлинителя из-за малого сечении проводов и некачественных контактов.

deomera.ru

Измерение - ток - короткое замыкание

Измерение - ток - короткое замыкание

Cтраница 1

Измерение тока короткого замыкания производят в два такта для отфильтровывания апериодической составляющей тока короткого замыкания: во время первого такта измеряется угол сдвига установившегося значения тока по отношению к напряжению, во время второго - повторное короткое замыкание в момент, соответствующий измеренному значению угла сдвига.  [1]

При измерении тока короткого замыкания внец нее напряжение равно нулю. Если сопротивление образца настолько низкое, что выполнить условия короткого замыкания нельзя, то измеряют фотомагнитную ЭДС и проводимость освещенного образца в магнитном поле.  [3]

На низкочастотных машинах при измерении токов короткого замыкания

устанавливается наибольшая продолжительность импульса, допускаемая для данной ступени трансформатора. На однофазных машинах определение токов короткого замыкания выполняется для каждой ступени трансформатора при минимальном и максимальном делениях регулятора Нагрев прерывателя. Для конденсаторных машин токи короткого замыкания определяют ри максимальном коэффициенте трансформации, максимальном напряжении для каждой группы батареи конденсаторов и для всех коэффициентов трансформации ( ступеней) при включении одной из групп конденсаторов при максимальном зарядном напряжении.  [4]

Измеритель тока короткого замыкания цифровой Щ41160 предназначен для измерения тока короткого замыкания цепи фаза-нуль в сетях переменного тока с глухоза-земленной нейтралью тралсформатора.  [5]

В основе данного метода измерения диффузионной длины неосновных носителей заряда лежит измерение тока короткого замыкания p - n - перехода или структуры с барьером Шстки при освещении его светом. Преимущество метода состоит в возможности измерения малых диффузионных длин неосновных носителей заряда в тонких эпитаксиальных слоях. Метод использует принцип работы фотодиода. Рассмотрим данный метод применительно к эпитак-сиальным слоям арсенида галлия.  [6]

Формулы (4.74) и (4.75) используют для нахождения диффузионной длины по результатам измерения тока короткого замыкания. Чтобы определить L на основании (4.74) или (4.75), кроме / фмэ и В необходимо найти значения подвижностеи носителей заряда, интенсивность света и другие величины ( из независимых измерений) или воспользоваться известными данными.  [7]

В общем случае необходимы по крайней мере два независимых измерения. Обычно в качестве дополнительного используют измерение тока короткого замыкания в фотоэлектромагнитном эффекте.  [8]

Датчики эдс Холла могут найти также применение для исследования магнитных полей в электрических машинах и управления их режимом работы. В работе Локке [36] описано применение датчиков из n - Ge и ra - InAs для измерения щеточных токов короткого замыкания в электрических машинах постоянного тока. Эти токи, возникающие во всех коллекторных машинах, вредны. Борьба с этим нежелательным явлением требует знания величины щеточных токов короткого замыкания.  [9]

Удовлетворение этого требования нетрудно - достаточно, чтобы проводники, которыми замыкаются зажимы машины, были не только надлежащего сечения, но и наименьшей возможной длины, а если по каким-либо причинам им приходится придавать более или менее значительную длину, то для уменьшения потоков рассеяния следует сближать эти проводники как можно теснее, по возможности по всей их длине. Длина проводников внешней цепи короткого замыкания определяется наименьшим возможным расстоянием между замыкаемыми зажимами и трансформаторами тока, служащими для измерения тока короткого замыкания.  [11]

Паспортизация электрических устройств контактной машины заканчивается замерами напряжения между электродами сварочной машины и токов короткого замыкания по ступеням ( см. гл. К электродам машины подключают вольтметр переменного тока на 30 в. Измерение токов короткого замыкания по ступеням производится одним из способов, рассмотренных в гл. До начала замеров нужно установить максимальные размеры сварочного контура.  [12]

В ряде случаев, когда измерения С / 0 и f / 2 производятся на мощных подстанциях с малыми значениями сопротивлений нулевой и обратной последовательностей, нижний предел измерения вольтметров может оказаться недостаточным для измерения напряжений при удаленных коротких замыканиях. В таких случаях дополнительно к фиксирующим вольтметрам должны включаться фиксирующие амперметры, обеспечивающие измерения токов / о или / 2 при удаленных замыканиях, когда соответствующие напряжения U0 или [ 72 попадают в зону нечувствительности фиксирующих вольтметров. Следует отметить, что методически более точные результаты в определении расстояния до места замыкания получаются в тех случаях, когда при близких коротких замыканиях измеряются напряжения, а при удаленных - токи. Диапазон измерения токов короткого замыкания определяется соотношением параметров линии и системы, а также величиной переходного сопротивления в месте замыкания.  [13]

Страницы:      1

www.ngpedia.ru

Способ измерения тока короткого замыкания однофазной питающей сети и устройство для его реализации

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приборах для измерения сопротивления петли "фаза-нуль" однофазной питающей сети любого типа при проведении сертификации электроустановок зданий и соответствующих испытаний электрооборудования и электроустановок промышленных и жилых зданий. Технический результат изобретения - повышение точности измерения тока короткого замыкания однофазной питающей сети. Достигается технический результат за счет того, что при таком способе измерения тока короткого замыкания однофазной питающей сети и устройстве для его реализации вначале измеряют период питающей сети, затем замыкают ключ при прохождении синусоидального напряжения через "0", по появлении тока определяют угол сдвига между напряжением и током, выключают ключ, а в следующие периоды (или полупериоды) ключ замыкают в момент времени tк= T*к/2, отсчитанный от начала периода (полупериода), на время tк, измеряют ток iк и выключают ключ, ток короткого замыкания питающей сети рассчитывают по выражению Iк= K*iк/sin(tк*2/T). При этом устройство, реализующее данный способ, содержит последовательно включенные ключ и датчик тока, выход которого через АЦП подключен к вычислительному устройству, причем ключ выполнен полностью управляемым, например, на базе IGBT транзистора, драйвер которого через регистр подключен к вычислительному устройству, один из входов которого через формирователь импульсов и элемент оптронной развязки соединен с питающей сетью. Таким образом, при измерении тока короткого замыкания с помощью предлагаемого способа, питающую сеть закорачивают с помощью ключа только дважды: при первом закорачивании определяют угол сдвига между напряжением и током для последующего исключения свободной составляющей тока короткого замыкания и упрощения расчета фактического значения тока короткого замыкания, а при втором закорачивании - измеряют требуемое значение тока i(t) и выключают ключ при достижении iк iкдоп, где iкдоп - текущее значение измеряемого тока короткого замыкания исходя из заданной точности измерения. 2 с. и 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в приборах для измерения сопротивления петли "фаза-нуль" однофазной питающей сети любого типа.

Известен способ измерения сопротивления цепи фаза-нуль, реализованный, например, в приборах типа М417 [1], заключающийся в подключении питающей сети к сопротивлению известной величины, измерении падения напряжения на этом сопротивлении, вычислении падения напряжения в цепи "фаза-нуль" как разности между фазным напряжением и падением напряжения на известном сопротивлении с последующим расчетом тока короткого замыкания питающей сети. Данный способ не позволяет измерять сопротивление петли "фаза-нуль" (или тока короткого замыкания) с достаточной точностью, приборы, работающие на этом принципе, громоздки и неудобны из-за наличия сопротивления большой мощности (до 5 кВт). Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения тока короткого замыкания, реализованный в измерителях напряжения прикосновения и тока короткого замыкания типа ЭК 2000 и в устройствах типа "Сатурн-М1" [2, 3], заключающийся в закорачивании с помощью тиристоров питающей сети на время t и. Данный способ также не обеспечивает достаточной точности, сложен при реализации, так как закорачивание тиристоров производится на участке T/A, а их выключение - при прохождении напряжения питающей сети через "0" и приложении к включенному тиристору напряжения обратной полярности. При этом производится многократное включение тиристоров с постоянным увеличением 0ttдоп, где tдоп - время включенного состояния тиристоров, при котором ток в цепи достигает величины, обусловленной точностью измерения. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения тока короткого замыкания однофазной питающей сети. Для получения такого технического результата в предлагаемом способе измерения тока короткого замыкания однофазной питающей сети и устройстве для его реализации вначале измеряют период питающей сети, затем замыкают ключ при прохождении синусоидального напряжения через "0", по появлении тока определяют угол сдвига между напряжением и током, выключают ключ, а в следующие периоды (или полупериоды) ключ замыкают в момент времени tк= Tк/2, отсчитанный от начала периода (полупериода), на время tк, измеряют ток iк и выключают ключ, ток короткого замыкания питающей сети рассчитывают по выражению Iк= Kiiк/sin(tк2/T). При этом устройство, реализующее данный способ, содержит последовательно включенные ключ и датчик тока, выход которого через АЦП подключен к вычислительному устройству, причем ключ выполнен полностью управляемым, например, на базе IGBT транзистора, драйвер которого через регистр подключен к вычислительному устройству, один из входов которого через формирователь импульсов и элемент оптронной развязки соединен с питающей сетью. Таким образом, при измерении тока короткого замыкания с помощью предлагаемого способа, питающую сеть закорачивают с помощью ключа только дважды: при первом закорачивании определяют угол сдвига к между напряжением и током для последующего исключения свободной составляющей тока короткого замыкания и упрощения расчета фактического значения тока короткого замыкания, а при втором закорачивании - измеряют требуемое значение iкt и выключают ключ при достижении iкiкдоп, где iкдоп - текущее значение измеряемого тока короткого замыкания исходя из заданной точности измерения. Сущность заявляемого изобретения поясняется прилагаемыми чертежами: на фиг. 1 приведена структурная схема устройства, на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу устройства. На фиг. 1 и 2 приняты следующие обозначения: 1 - ключ; 2 - датчик тока; 3 - драйвер; 4 - аналого-цифровой преобразователь; 5 - вычислительное устройство; 6 - регистр; 7 - элемент оптронной развязки, например, трансформатор;
8 - формирователь импульсов при прохождении напряжения питающей сети U через "0";
9 - диод;
10 - узел ограничения напряжения, например, вариатор;
11 - двухполупериодный выпрямитель;
iк- текущее значение тока короткого замыкания на выходе датчика тока ;
tк - - момент времени включения ключа;
tк - время включенного состояния ключа;
U8 - напряжение формирователя импульсов 8. Устройство работает следующим образом. При прохождении напряжения Uс через "0" на выходе формирователя импульсов 8 появляются импульсы, показанные на фиг. 2д. Эти импульсы поступают на вход вычислительного устройства 5 и инициализируют его работу - начинается измерение длительности периода T питающей сети Uс: измеряется время между импульсами 1 и 2 путем подсчета количества импульсов n тактового генератора с заданным периодом Tг, где T = n Tг. В дальнейшем значение T используется при расчете тока короткого замыкания Iк. Далее при прохождении напряжения Uс через "0" замыкают ключ 1 и контролируют появление тока iк>0, ключ выключают. Если ток, появился в момент времени tк, то вычисляют угол сдвига между напряжением Uс и током iк, который зависит от характера сопротивления "фаза-нуль" к= 2tк/T (см. фиг. 2б). При активно-индуктивном характере сопротивления (что наиболее часто встречается на практике) L=Lс, R=Rс, а Измерив угол , приступают к измерению тока короткого замыкания iк: замыкают ключ в момент времени tк (с углом ) на время tк. Когда ток достигнет требуемой по условиям точности величины iкдоп, ключ выключают и вычисляют ток короткого замыкания Iк = Ki iкдоп/sin (2tк/T), где Ki - масштабный коэффициент. При активном характере сопротивления "фаза-нуль" (Rс>wc Lc) ключ выключает сразу же по появлении тока iк>0 (фиг. 2в) и вновь включают ключ с углом = 0, измеряют Iкдоп и вычисляют Iк. Фиг. 2б и 2в иллюстрируют работу устройства с ключом по схеме фиг. 1б (при wc Lc = 0 или малых его значениях). На фиг. 1в показана схема ключа, когда требуется измерять ток в оба полупериода, чтобы исключить намагничивание элементов питающей сети (силового трансформатора). Тем самым повышается точность измерения, а ток короткого замыкания определяется как
Ik = (Ik1 + Ik2)/2 (фиг. 2г). Предлагаемый способ измерения тока короткого замыкания однофазной питающей сети проще при реализации, обеспечивает возможность производить измерение в "щадящем режиме" для питающей сети, в связи с тем, что все измерение производится только за 2-а закорачивания, позволяет повысить точность измерения, так как включение и выключение ключа производится по заданной программе, а не при приложении обратного напряжения к ключу-тиристору (в известных устройствах, реализующих известные способы). 1. Прибор для измерения сопротивления цепи фаза-нуль М417. Паспорт. Уманское ПО "МЕГОММЕТР", 1984 г. 2. Измеритель напряжения прикосновения и тока короткого замыкания ЭК 2000. Паспорт. Уманское ПО "МЕГОММЕТР", 1993 г. 3. Комплектное испытательное устройство "САТУРН-М1". Техническое описание, инструкция по эксплуатации, паспорт, Москва, 1993 г.


Формула изобретения

1. Способ измерения тока короткого замыкания однофазной питающей сети, заключающийся в том, что с помощью ключа закорачивают питающую сеть и измеряют в этой цепи ток, отличающийся тем, что вначале измеряют период питающей сети Т, затем в момент времени ti замыкают ключ при прохождении синусоидального напряжения через "0", по появлении тока определяют угол сдвига i между напряжением и током, выключают ключ, а в следующие периоды или полупериоды ключ замыкают в момент времени tk tк= кT/2, отсчитанный от начала периода или полупериода, на время tк, достаточное для нарастания тока до величины, определяемой точностью измерения, измеряют ток ik и выключают ключ, а ток короткого замыкания питающей сети рассчитывают по выражению
Iк= Kiiк/sin(tк2/T),
при этом i= к= ;
Ki - масштабный коэффициент. 2. Устройство измерения тока короткого замыкания однофазной питающей сети, содержащее последовательно включенные ключ и датчик тока, выход которого через АЦП подключен к вычислительному устройству, отличающееся тем, что ключ выполнен полностью управляемым, например, на базе IGBT транзистора, драйвер которого через регистр подключен к вычислительному устройству, один из входов которого через формирователь импульсов и элемент оптронной развязки соединен с питающей сетью. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ключ содержит последовательно соединенные диод и IGBT транзистор, причем анод диода подключен к одному зажиму питающей сети, эмиттер транзистора через датчик тока - к другому зажиму питающей сети, а к последовательно соединенным транзистору и датчику тока параллельно подключен узел ограничения напряжения. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ключ содержит выпрямитель, к выходу которого параллельно подключен узел ограничения напряжения и последовательно соединенные транзистор и датчик тока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

www.findpatent.ru

Вольтметр ВРТ-М02 с функцией мониторинга тока короткого замыкания и сопротивления цепи фаза-ноль сети и сравнения с током срабатывания вводного автомата

 Цифровой одномодульный вольтметр прямого включения ВРТ-М02, совмещённый с измерителем тока короткого замыкания и сопротивления цепи фаза-ноль и контролем состояния защитного провода РЕ, предназначен для постоянного мониторинга напряжения сети. Кроме постоянного мониторинга напряжения сети, прибор позволяет оценить способность срабатывания установленных автоматических выключателей (правильность выбора их номинала) на вводе в дом или квартиру при коротком замыкании, т.е. хватит ему тока КЗ для мгновенного срабатывания или нет.

 Все имеющиеся сегодня приборы защиты от обрыва нуля реагируют только на перекос фазных напряжений, возникающий при не симметричных нагрузках на фазы при обрыве нуля. При обрыве нуля и при симметричных нагрузках на фазы (электродвигатели и пр.) они не срабатывают. Основная задача данного прибора - постоянная проверка соответствия состояния электрической сети и сравнение с установленным автоматом защиты, это гарантирует мгновенное срабатывание установленного автомата при коротком замыкании. Является средством контроля. Периодической поверке не подлежит.

 

 ВНИМАНИЕ: Устанавливать прибор ТОЛЬКО до УЗО!

 

КОНСТРУКЦИЯ

 Измерители выпускаются в унифицированном пластмассовом корпусе с передним присоединением проводов питания и коммутируемых электрических цепей. Крепление осуществляется на монтажную рейку-DIN шириной 35мм (ГОСТ Р МЭК 60715-2003) или на ровную поверхность. Для установки Измерителя на ровную поверхность замки необходимо раздвинуть. Конструкция клемм обеспечивает надёжный зажим проводов сечением до 2,5мм2. На лицевой панели приборов  расположен цифровой индикатор отображающий величину напряжения питания и кнопка считывания информации и сброса показаний.

 

 ВНИМАНИЕ: Момент затяжки винтового соединения должен составлять 0,4 Нм. Следует использовать отвертку

0,6*3,5мм

 

РАБОТА

 При включении прибор ВРТ-М02 показывает текущее напряжение сети. Через 1 минуту после включения производится автоматическое измерение тока КЗ и сравнение с запрограммированным значением автоматического выключателя. Если измеренное значение меньше допустимого (достаточного для мгновенного срабатывания) - включается звуковой сигнал и загорается светодиод "КЗ". Выключить звуковой сигнал можно нажатием кнопки, светодиод будет гореть до устранения неисправности. Автоматическое измерение тока КЗ производится каждые 24 часа. Запуск измерения тока КЗ вручную возможен не ранее 30 секунд после предыдущего измерения.

 Просмотр параметров:

 1-е нажатие - индикация максимального напряжения с момента последнего сброса.

 2-е нажатие - индикация минимального напряжения с момента последнего сброса.

 3-е нажатие - индикация количества включений (пропаданий сетевого напряжения) с момента последнего сброса.

 4-е нажатие - индикация усреднённого тока КЗ с момента последнего сброса (сопровождается миганием светодиода "КЗ").

 5-е нажатие - индикация запрограммированного значения тока и характеристики автомата защиты.

 6-е нажатие - напряжение PE (сопровождается миганием светодиода "РЕ"). При напряжении PE более 100В - индикация Err. Если при работе выбран режим PE0, то будут прочерки.

 7-е нажатие - возврат в начало (режим индикации напряжения)

 Без нажатия кнопки через 10с выход в режим индикации напряжения.

 

    Программирование прибора:

 Длительное нажатие кнопки (5 секунд) - сброс всей накопленной информации.

 Задание порога срабатывания защиты осуществляется кнопкой. Удерживать кнопку 10с. На 5-й секунде произойдёт сброс накопленной информации. На 10-й - появится установленное значение автомата (по умолчанию С16).

 Последующими нажатиями (см таблицу ниже), установить и двойным кликом выбрать характеристику (B, C или D), затем одинар-

ными кликами установить и двойным кликом выбрать ток автомата (через 10 секунд запоминание и выход в рабочий режим).

 Следующее нажатие кнопки переключит в режим задания контроля "РЕ". РЕ0 - контроль отключён (для работы прибора в

двухпроводных сетях без провода РЕ). РЕ1 - контроль включён.

 Выбранный режим работы будет сохранен в памяти микроконтроллера и вольтметр переключится в рабочий режим автоматически.

 

Пороги срабатывания ВРТ-М02 по току короткого замыкания:
Номинал автомата, А Максимальный ток срабатывания электромагнитного расцепителя автомата с учётом характеристики, А Порог срабатывания ВРТ-М02 по току КЗ, А (Iкз макс + 20%)
B C D B C D
10 50 100 200 60 120 240
16 80 150 320 96 192 384
25 125 250 500 150 300 600
32 160 320 640 192 384 768
40 200 400 800 240 480 960
50 250 500 1000 300 600 1200
63 315 630 1260 378 756 1512
80 400 800 - 480 960 -
100 500 1000 - 600 1200 -

 

 При токе КЗ больше 999А - циклический вывод бегущей строкой.

 Прибор ВРТ-М02 фиксирует в реальном времени изменение тока короткого замыкания в цепи фаза-ноль (при обрыве нуля оно резко возрастает) и в случае его повышения сигнализирует об этом.

 Прибор программируется пользователем на конкретный тип автомата защиты (от 10 до 100А, характеристики B, C или D, заводская настройка - С16). Периодически проверяет ток КЗ, сравнивает с допустимым током для данного автомата, с учётом его характеристики (B, C или D), т.е. кратности тока срабатывания (примерно на 20% больше максимального тока). При недостаточности тока КЗ для мгновенного срабатывания - выдаёт звуковой и световой сигнал (мигание красного светодиода "авария КЗ") до восстановления цепи (устранения неисправности) или перепрограммирования на меньший ток автомата. По нажатию кнопки на передней панели показывает измеренный ток КЗ в сети и сопротивление цепи фаза-ноль, максимальное, минимальное зафиксированное напряжение и количество пропаданий сетевого напряжения.

 Также ВРТ-М02 проверяет целостность защитного провода РЕ. При появлении на нём напряжения или его обрыве - срабатывает звуковая и световая (горит красный светодиод "авария РЕ") сигнализация.

 Применение этого прибора позволит вовремя обнаружить неисправность электропроводки и, тем самым, снизит вероятность

возникновения пожара при коротком замыкании в сети, а также снизит вероятность поражения человека электрическим током при

появлении напряжения на корпусе оборудования при аварии защитного проводника РЕ.

 

ВНИМАНИЕ:  Сохранения параметров не происходит при просмотре событий.

 

 Самая главная задача этого прибора, это постоянная проверка соответствия состояния электрической сети и сравнение с установленным автоматом защиты. Это гарантирует мгновенное срабатывание установленного автомата при коротком замыкании.

meandr.ru

Измеритель напряжения прикосновения и тока короткого замыкания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройстве для измерения напряжения прикосновения и тока короткого замыкания в электрический сети с глухозаземленной нейтралью. Целью изобретения является повышение точности измерения . Предлагаемый измеритель содержит блок 1 управления, блок 2 логики, блок 3 управления тиристорами, блок 4 тиристоров , блок измерения и блок 6 начальной установки. Измеритель включается .между соответствующей фазой контролируемой сети и ее глухозаземленной нейтралью (нулем). При переходе синусоиды напряжения сети через нулевое значение блока 1 управления через блок 2 логики запускает Ј

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 01 R 31/02

ГОСУДАРСТВЕЮЬЗЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 48 tt649721

I (22) 07.O36O ", (46) 23.09.92. БЮл. М 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институг электрификации сельского хозяйства, Центральный йаучно-исследовательский и гроектно-технологический институт механйзации и электрификации животноводства Южной зоны СССР и Уманское пройзводственное объединение "Мегомметр" (72) А.И.Якобс, С.И.Коструба. В.Ф.Король, В.И.Мехов, А.Ф.Лещенко, B.H.Áåëàêoíü и

ГВДР9пе м (56) Измеритель тока короткого замыкания цифровой Щ41160. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, Б02.718,044ТО, 1984, Уманский завод "Мегомметр" (прототип).. SU() 1764002 А1 (54)

НОВЕНИЯ И ТОКА КОРОТКОГО 3АМЫКАНИЯ (57) Изобретение относйтся к электротехнике и может быть использовано в устройстве для измерения напряжения прикосновения и тока короткого замыкания в электрический сети с глухозаземленной нейтралью, Целью изобретения является повышение точности измерения. Предлагаемый измеритель содержит блок 1 управления, блок 2 логики, блок 3 управления тиристорами. блок 4 тиристоров, блбк измерения и блок 6 начальной установки. Измеритель включается . между соответствующей фазой контролируемой сети и ее глухозаземленной нейтралью (нулем). При переходе синусоиды напряжения сети через нулевое значение блока 1 управления через блок 2 логики запускает

1764002

20

35 генератор 14 импульсов и с частотой 10 кГц заполняет реверсивный счетчик 26 в течение времени, равного половине периода синусоиды напряжения сети. При переходе второй раз синусоиды напряжения сети чере3 нулевое значение блок 1 через блок 2 дает команду на считывание импульсов, но уже с частотой, вдвое большей, т.е. 20 кГц.

Последний считанный импульс будет соответствовать четверти периода напряжения сети. Этот последний импульс посылает в блок 3 сигнал на открытие тиристоров 19 и

20 в блоке 4 тиристоров. Ток короткого замыканйя проходит йо измерительному резистору 21. Падение напряжения, появляющееся на нем, поступает в блок измерения и измеряется там. Приведена электрическая принципиальная схема устройства. Открытие тиристоров, когда си1

Изобретенйе относитсяс к электротехнике и может быть использовано для измерения напряжения прикосновения и тока короткого замыкания в электрических цепях с глухозаземленной централью.

Цель йэобретения — повышение точности измерения.

На фиг. 1 йредставлена.структурная схема измерителя напряжения прикосновения и тока короткого замыкания; на фиг. 2— его принципиальная электрическая схема.

Измеритель напряжения прикосновения и тока короткого замыкания (см. фиг. 1) содержит блок 1 управления, блок 2 логики, блок 3 управления тиристорами, блок 4 тиристоров, блок 5 измерения, блок 6 начальной установки. Первый выход блока 1 управления соединен с первым входом блока 2 логики. Второй выход блока 1 управления соединен с первым входом блока 3 управления тиристорами. Третий выход блока 1 управления соединен с третьим входом блока 2 логики, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым и третьим входами блока 3 управления тиристорами. Четвертый выход блока 1 управления соединен с четвертым входом блока 3 управления тиристорами. Первый выход блока 3 уйравления тиристорами соединен с первым входом блока 4 тиристоров. Четвертый выход блока 1 управления соединен с четвертым входом блока 2 логики, третий выход которого соединен с пятым входом блока 3 управления тиристорами, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый выходы которого соединены соот ветственно с пятым, шестым, седьмым, нусоида напряжения сети проходит через свой максимум, т.е. через четверть периода после прохождения через нулевое значение, выполняется как в прототипе, так и в предлагаемом устройстве. В прототипе эта задача решается путем заполнения обычного (нереверсивного) счетчика импульсами в количестве l000 при частоте 250 кГц. При частоте сети 50 Гц последний заполняемый импульс соответствует четверти периода.

Он и дает команду на открывание тиристоров. Но если частота сети отлична от 50 Гц, появляется ошибка, Предлагаемое устройство устраняет этот недостаток, в результате чего обеспечивается возможность измерять напряжение прикосновения и ток короткого замыкания цепи йаза-нуль в сетях с различными частотами с одинаковой погрешностью измерения. 2 ил. восьмым, девятым, десятым входами блока

2 логики . Второй выход блока 3 управления тиристорами соединен со вторым входом блока 4 тиристоров. Первый вход блока 1 управления и третий вход блока 4 тиристоров соединены с выводом, предназначенным для подкл очения соответствующей фазы контролируемой сети. Третий выход блока 3 управления тиристорами соединен со вторым входом блока 1 управления, десятый выход которого соединен с шестым оходом блока 3 управления тиристорами

Первый и второй выходы блока 4 тиристоров соединены соответственно с первым и аторым входами блока 5 индикации. Четвертый вход блока 4 тиристоров соединен с выводом, предназначенным для подключения нуля контролируемой сети. Выход блока 6 начальной установки соединен с третьим входом блока 1 управления и с седьмым входом блока 3 управления тиристорами.

Кроме того блок l управления содержит (см, фиг. 2) D-триггер 7 режима работы, RSтриггер-компаратор 8, делитель 9 частоты, D-триггер 10 полярности, RS-триггер 11 включения, счетчик 12 управления, формирователь 13 импульсов, задающий генератор 14, первый двухвходовый логический элемент 15 И-НЕ, логический элемент 16

И-2ИЛИ, первый выключатель 17, кнопочный выключатель 18, D-вход 0-триггера 7 режима работы через первый выключатель 17 соединен с общим выводом. Инверсный выход формирователя 13 импульсов соединен с Sвходом RS-триггера-компаратора 8 и с первым входом первой группы входов

1764002 логического элемента 16 И-2ИЛИ, второй водом, являющимся десятым выходом бловход первой группы которого соединен с ка1управления. Крометого,блок4тиристопрямымвыходомО-триггера10полярности, ров содержит первый 19 и второй 20 инверсный выход которого соединен с D- тиристоры, включенные встречно-паралвходом 0-триггера 10 полярности и с пер- 5 лельно, управляющие электроды которых вым входом второй группы входов соединены соответственно с выводами, явлогического элемента 16 И-2ИЛИ, второй ляющимися первым и вторым входами блавход второй группы входов которого соеди- ка 4 тиристоров. Анод первого тиристора 19 нен с прямым выходом 13 формирователя и катод второго тиристора 20 соединены с импульсов, а выход — со счетным входом 10 выводом, являющимся третьим входомблока счетчика 12 управления и с выводом, явля- 4 тиристоров. Катод первого тиристора 19 и ющимся первым выходом блока 1 управле- анод второго тиристора 20 соединены через ния. Вход формирователя 13 импульсов измерительный резистор 21 с выводом, явсоединен с выводом, являющимся первым ляющимся четверть а-входом блока 4 тиривходом блока 1 управления, предназначен- 15 старое. Первый и второй выводы ным для подклюЧения соответствующей фа- измерительного шунта 21 являются соответ- зы контролируемои сети. С-вход 0-триггера ственно первым и вторым выходами блока 4

10 полярности соединен с С-входом 0-триг- тиристоров. гера 7 режима работы. с первым выходом Кроме того, блок 2 логики содержит счетчика 12 управления и с выводом, являю- 20 двухвходовый логичеСкий элемент 22 И, щимся вторым выходом блока 1 управления. трехвходовый логический элемент 23 И. лоПрямой выход ЯЯ-триггера-компаратора8со- гический элемент 24 И-4ИЛИ, второй выединен с выводом, являющимся третьим вы- ключатель 25, Первый вход двухвходового ходом блока 1 управления, Первый S-вход логического элемента 22 И через второй выRS-триггера 11 включения соединен со вто- 25 ключатель 25 соединен с общим выводом, а рым входом счетчика 12 управления, а выход выход соединен с -выводом, являющимся соединен со входами сброса и выборки счет- первым выходом блока 2 логики. Выход лочика 12.управления. Инверсный выход дели- гического элемента И-4ИЛИ соединен с вытеля 9 частоты соединен с 0-входом водом, являющимся вторым выходом блока делителя 9 частоты, С-вход которого соеди- 30 2 логики. Выход трехвходового логического нен с выходом первого двухвходового логи- .элемента 23 И соединен с выводом, являюческого элемента 15 И-НЕ, первый вход щимся третьим выходом блока 2 логики. которого соединен с инверсным выходом Первый вход первой группы входов логичезадающего генератора 14, а второй вход — с ского элемента И-4ИЛИ соединен с вывопрямым выходом D-триггера 7 режима ра- 35 дом, являющимся первым входом блока 2 боты. Второй S-вход RS-триггера 11 включе- логики. Первый вход трехвходового логичения, R-вход 0-триггера 10 полярности, ского элемента 23 И и первый вход второй

S-вход О-триггера 7 режима работы соеди- группы входов логического элемента 24 Инены с выводом, являющимся третьим вхо- 4 ИЛИ соединены с выводом, являющимся дом блока 1 управления, R-вход Rs-триггера,40 вторым входом блока 2 логики. Первый вход

11 включения соединен через кнопочный третьей группы входов логического элеменвыключатель 18 с общим выводом. Третий та 24 И-4ИЛИ соединен с выводом, являювыход счетчика 12 управления соединен. с щимся третьим входом блока 2 логики. выводом, являющимся четвертым выходом Второй вход первой группы входов логичеблока 1 управления. Инверсный выход де- 45 скогоэлемента 24 И-4ИЛИ соединен с выволителя 9 частоты соединен с выводом, явля- дом, являющимся четвертым входом блока ющимся пятым выходом блока 1 2 логики. Третий входпервой группы входов управления. С-вход делителя 9 частоты сое- логического элемента 24 И-4ИЛИ соединединен с выводом, являющимся шестым вы- на с выводом, являющимся пятым входом ходом блока 1 управления, Второй вход 50 блока 2 логики. Вторые входы второй и первого двухвходового логического элемен- третьей группы входов логического элемента 15 И-НЕ соединен с выводом, являющим- та 24 И-.4ИЛИ соединены с выводом, являюся седьмым выходом блока 1 управления. щимся входом блока 2 логики. Вход

Инверсный выход 0-триггера 7 режима ра- четвертой группы входов логического элеботы соединен с выводом, являющимся 55 мента 24 И-4ИЛИ соединен с выводом, яввосьмым. выходом блока 1 управления, Пря- ляющимся седьмым входом блока 2 логики. мой выход задающего генератора 14 соеди- Второй и третий входы трехвходового логинен с выводом, являющимся девятым ческого элемента 23 И соединены соответвыходом блока 1управления. Четвертый вы- ственно с выводами, являющимися ход счетчика 12 управления соединен с вы- восьмым и девятым входам блока 2 логики.

1764002

15

25 ра в режиме обратного счета, чем вводится, Второй вход двухвходового логического элемента 22 И соединен с выводом, являющимся десятым входом блока 2 логики, Кроме того, блок 3 управления тиристорами содержит реверсивный счетчик 26 и счетчик 27, второй двухвходовой логический элемент 28 И-НЕ, второй формирователь 29 импульсов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с выводами, являющимися первым и вторым выходами блока 3 управления тиристорами. Выход реверсивного счетчика 26 соединен с первым входом двухвходового логического элемента 28 И-НЕ с выводом, являющимся третьим выходом блока 3 управления тиристорами.

Выход счетчика 27 соединен со вторым вхо- ) -. дом двухвходового логического элемента 28

И. Первый управляющий вход счетчика 27 соединен с выводом, являющимся первым входом блока 3 управления тиристорами.

Первый и второй управляющие входы счетчика 26 соединены с выводом, являющимся вторым входом блока 3 управления тиристорами. Счетный вход счетчика 26 соединен с выводом, являющимся третьим входом блока 3 управления тиристорами. Вход нэправления счета счетчика 26 и второго управляющего входа счетчика 27 соединены с выводом, являющимся четвертым входом блока 3 управления тиристорами. Счетный вход счетчика 27 соединен с выводом, являющимся пятым входом блока 3 управления тиристорами. Третий управляющий вход счетчика 27 соединен с выводом являющимся шестым входом блока 3 управления тиристорами. Вход начальной установки счетчика 26 соединен с выводом, являющимся седьмым входом блока 3 управления тиристорами, Выход переполнения счетчика 26 соединен со входом переноса счетчика

27.

Кроме того, блок 6 начальной установки содержит источник постоянного напряжения {на фиг. 2 не показан), первый вывод которого через последовательно соединенные резистор 30 и конденсатор 31 соединен с общим выводом, с которым соединен второй вывод источника постоянного напряжения. Общая точка указанных резистора 30 и конденсатора 31 соединена с выводом, яв ляющимся выходом блока G начальной установки., Работа устройства основана на том, что

s начале измерения в реверсивный счетчик

26 блока 3 управления тиристорами записывается количество импульсов, пропорциональное длительности периода сети, с . частотой генератора, деленной на два в режиме прямого счета, и с частотой генерато30

55 информация о частоте контролируемой сети, которая является исходной для дальнейшей работы устройства.

Устройство работает следующим образом.

Включают устройство в цепь фаза-нуль контролируемой сети, При этом при переходе синусоиды напряжения сети через нулевое значение блок 1 управления через блок

2 логики запускает генератор 14 импульсов и с частотой 10 кГц заполняет реверсивный счетчик 26 в течение времени, равным половине периода синусоидь! напряжения сети.

При переходе второй рээ синусоиды напряжения сети через нулевое значение блок 1 управления через блок 2 логики дает команду на считывание импульсов, но уже с частотой вдвое дольшей, т.е. 20 кГц. Последний

1 считанный импульс будет соответствовать четверти периода напряжения сети. Этот последний импульс посылает в блок 3 управления тирисгорами сигнал нэ открытие тиристоров 20 и 19 в блоке 4 тиристоров.

Далее, как и в прототипе, ток короткого замыкания проходит по измерительному резистору 21. Падение напряжения, появляющееся на нем, поступает в блок 5 измерения и измеряется там.

Рассмотрим работу предложенного устройства по электрической схеме на фиг. 2, Включают питание устройства. При этом блок 6 начальной установки вырабатывает импульс, который устанавливает схему в исходное состояние.

Логический ноль с триггера 11 поступает на входы сброса и выборки счетчика 12 и запрещает счет импульсов сформированных формирователем 13 импульсов иэ отрицательных полупериодов контролируемой сети. Логическая единица с триггера 10 разрешает прохождение импульсов с формирователя 13 импульсов через элемент 16 на счетный вход счетчика 12. Триггер 7 устанавливается в режиме измерения времени запаздывания перехода через нуль кривой тока относительно кривой напряжения контролируемой сети.

При нажатии кнопочного выключателя

18 триггер 11 устанавливается в состояние логической единицы, разрещая счет счетчиком 12 импульсов с формирователя "13 импульсов, Импульс с выхода, обозначенного на фиг, 2 цифровй "2", счетчика 12 через элемент 22 И устанавливает счетчик 26 в исходное состояние и импульс с выхода, обозначенного цифрой "3", счетчика 12 задает режим прямого счета счетчику 26 и совместно с импульсом с выхода элемента

16 разрешает прохождение через элемент

24, деленных на два делителем 9, импуль1764002

10 сов. с генератора 14 в течение полупериода контролируемой сети. Количество импульсов, записанных в счетчик равно

f T T f и= —.— =

2 2 4

5 где Т вЂ” период сети;

f — частота задающего генератора 14.

После окончания импульса с выхода, обозначенного цифрой "3", счетчика 12, счетчик 26 устанавливается в режим обратного счета, Импульс с выхода, обозначенного цифрой "5", счетчика 12 разрешает через элемент 24 прохождение импульсов генератора 14 на счетный вход счетчика 26. На выходе счетчика 26 через. четверть периода появится импульс, включающий через элемент 23 и формирователь 29 импульсов, ти10

15 ристор 19. Этот же импульс устанавливает

20 триггер 8 в состояние, разрешающее прохождение импульсов с генератора 14 через элемент 15, 24 на вход счетчика 26, считающего импульсы в режиме обратного счета в течение протекания тока через тиристор 19.

При прохождении кривой тока через нуль импульс с формирователя 13 переключает триггер 8 и запрещает счет счетчиком

26. Импульс с выхода, обозначенного циф25 рой "6", счетчика 12 устанавливает триггер

11 в исходное состояние. В счетчике 26 в режиме обратного счета записалось и> импульсов, пропорциональное времени протекания тока через тиристор 19, п1-/-+ — / f.

Т Т

4 360 где Т вЂ” период сети;

f — частота генератора 14;

t время запаздывания перехода через нуль кривой тока относительно кривой напряжения контролируемой сети, Включением переключателя 25 обеспечивается запоминание информации о времени t запрещением через элемент 22 сброса счетчика 26, храня щего эту информацию. На этом первый такт измерения тока к.э, заканчивается, Повторным нажатием

45 кнопочного выключателя 18 начинается вто50 рой такт измерения. Импульс с выхода, обозначенного цифрой "2", счетчика 12 устанавливает счетчик 27 в исходное состояние, импульс с выхода. обозначенного чик 26 в режим прямого счета и совместно с импульсом с выхода, обозначенного цифрой

"6". разрешает прохождение через элемент

24 и импульсов C делителя 9 в течение полупериода.контролируемой сети на счетный цифрой "3", счетчика 12 устанавливает счет- 55 вход счетчика 26, Так как ранее в счетчике

26 было записано в режиме обратного счета п1 импульсов, то из него вычитается число импульсов п и остается число 52, равное

Т Т f

Й2=п1-и=/ — + — / f—

4 360 — / /=—

Т f Т.t

4 360

Число п несет информацию о времени

t. Это число этим же импульсом с выхода, обозначенного цифрой "3" счетчика 12 переписывается в счетчик 27. Импульс с выхода, обозначенного цифрой "5", счетчика 12 устанавливает триггер 7 в режим измерения тока короткого замыкания цепи фаза-нуль, который через элемент 24 блокирует прохождение импульсов на счетный вход счетчика 26 и разрешает прохождение импульсов с генератора 14 через логический элемент 23 на счетный вход счетчика 27, Счетчик считает в режиме прямого счета и . во время; соответствующее времени ti, переполняется, в результате чего импульс с выхода счетчика 27 через логический элемент 28 и формирователь 29 импульсов включит тиристор.

Импульс напряжения, снимаемый с резистора 21, пропорциональный току корот.кого замыкания цепи фаза-нуль. подается в блок 5 измерения, который выполнен по схеме импульсного вольтметра и может использоваться как для измерения тока короткого замыкания, так для измерения напряжения прикосновения. В обоих режимах принцип работы одинаков.

При последующих включениях кнопочного выключателя 1& устройство работает аналогично, кроме вычитания числа импульсов и, т.к. теперь на счетные входы счетчика

26 через элемент 24 импульсы не поступают.

Благодаря триггеру 10 полярности замыкание происходит поочередно, то в положительном, то в отрицательном полупериодах, при этом поочередно включается то тиристор 19, то тиристор 20.

Таким образом, в основу работы измерителя положено измерение реального тока к,з. и напряжения прикосновения блоком измерения во время короткого замыкания, осуществляемого устройством с ограничением времени замыкания. Однофазное короткое замыкание цепи фаза-нуль производится с помощью соответствующего тиристора, в результате чего в цепи происходят переходные процессы. Кроме того. при однополярном коротком замыкании происходит намагничивание проводников, 1764002.12

Для исключения погрешностей от переходных процессов и намагничивания измерение производится в два такта с чередованием направления тока замыкания.

Во время первого такта тиристор включается в максимуме отрицательного попупериода напряжения сети (270 эл. град.) и определяется продолжительность протекания тока через тиристор и сдвиг фаз между током и напряжением в цепи фаза-нуль. Во втором такте производится включение тиристора с учетом фазы, определенной в первом такте и в противоположной полярности, что приводит к отсутствию переходного процесса и постоянного намагничивания. В последующих измерениях проводится второй такт с чередованием направления протекания тока при коротком замыкании..

Изобретение повышает точность измерения за счет возможности. измерять ток короткого замыкания и напряжения прйкосновенйя в сетях с различными частотами с одинаковой погрешностью измерения.

Формула изобретения

1. Измеритель напряжения прикосновения и тока короткого замыкания, содержащий блок измерения, блок управления, первй выход которого соединен с первым, входом блока логики, второй выход блока управлейия соединен с первым входом блока управления тиристорами, третий выход блока управления соединен с третьим входом блока логики, первый и второй выходы которого соединены соответственно С вторым и третьим входами блока управления тиристорами, четвертый выход блока управления соединен с четвертым входом блока управления тиристорами, первый выход блока уйравлейия тиристорами соединен с .первым и вторым входами блока тиристоров, о т л и ч э ю шийся тем, что, с целью

"повышения точности измерения, введен блок начальной установки, четвертый выход блока управления соединен с четвертым входом блока логики, третий выход которого соединен с пятым входом блока управления тиристорами, с пятого по десятый выходы которого соединены соответственно с пятого по десятый входами блока логики, второй выход блока управления тиристорами соединен с вторым входом блока тиристоров, первый вход блока управления и третий вход блока тиристоров соединены с выводом, предназначенным для подключения

-соответствующей фазы контролируемой сети, третий выход блока управления тиристорами соединен с вторым входом блока управления, десятый выход которого соедийвн с шестым входом блока управления тиристорами, первый и второй выходы блока тиристоров соединены соответственно с первым и вторым входами блока индикации, четвертый вход блока тиристоров соединен

5 с выводом, предназначенным для подключения нуля контролируемой сети, выход блока начальной установки соединен с третьим входом блока управления и с седьмым входом блока управления тиристорами

2. Измеритель по и. 1, о тл и ч а ю щ и й10 с я тем, что блок управления содержит 0триггер режима работы, RS-триггер-компаратор, делитель частоты, D-триггер полярности, RS-триггер включения, счетчик управления, формирователь импульсов, за-. дающий генератор. первый двухвходовой логический элемент И-НЕ, логический эле-мент И-2ИЛИ, первый выключатель, кнопочный выключатель, причем D-вход

0-триггера режима работы через первый

20 выключатель соединен с общим выводом, инверсный выход формирователя импульсов соединен с S-входом RS-триггера-компараторэ и с первым входом первой группы входов логического элемента И-2ИЛИ, вто25 рой вход первой группы которого соединен с прямым выходом 0-триггера"полярности, инверсный выход которого соединен с 0- " входом 0-триггера полярности и с первым входом второй группы входов логического

30 элемента И-2ИЛИ, второй вход второй группы которого соединен с прямым выходом . формирователя импульсов, а выход — со счетным входом счетчика управления и с

35 выводом, являющимся первым выходом дом 0-триггера режима работы, с первым выходом счетчика управления, с выводом, являющимся вторым выходом блока управления, прямой выход RS-триггера-компара45 тора соединен с выводом; являющимся третьим выходом блока управления, первый

S-вход. RS-триггера включения соединен с вторым входом счетчика управления, а выход — с входами сброса и выборки счетчика управления, инверсный выход делителя частоты соединен с D-входом делителя часто50 ты, С-вход которого соединен с выходом первого двухвходового логического элемента И-НЕ, первый вход которого соедийен с инверсным выходом задающего генератора, а второй "вход — с прямым выходом 0- ..

55 триггера режима работы, второй $-вход

RS-триггера включения, R-вход 0-триггера полярности, S-вход 0-триггера режима ра-.,-. блока управления, вход формирователя импульсов соединен с выводом, являющимся первым входом блока управления, предназначенным дпя подключения соответствую40 щей фазы контролируемой сети, С-вход

D-триггера полярности соединен с С-вхо1764002

14 боты соединены с выводом, явля1ощимся дам, являк>щимся вторым входом блока латретьим входам блока управления, Я-вход, гики, первый вход третьей группь1 входов

BS"Tðèãiåpà включения соединен через. лаги ескога элемента И-4ИЛИ соединен с кнопочный выключатель с общим выводом. выводом, являющимся третьим входом блотретий выход счетчика управления соеди- 5 ка логики, второй вход первой группы вхонен с выводом, являющимся четвертым вы- дов логического элемента И-4ИЛИ ходом блока управления, инверсный выход соединен с выводом, являющимся четверделителячастотысоединеiiсвыводом, явля- тым входом блока логики, третий вход перющимся пятым выходом блока управления, вой группы входов логического элемента

С-вход делителя частоты соединен с выво- 10 И-4ИЛИ соединен с выводом; являющимся дом, являющимся шестым выходам блока пятым входом блока логики вторые хо . управления, второй вход первого двухвхо- втаройи третьей группы вхадовлогического дового логического элемента И-НГ соеди- элемента И-4ИЛИ соединены с выводом явHGH c выводом, явля>ащимся седьмым ляющимся Шестым входом блока логики, выходом блока управления, инверсный вы- 15 вход четвертой группы входов логического ход D-триггера режима работы соединен с элемейта И-4ИЛИ соединен с выводам, яв- выводом, являющимся восьмым выходом ллющимся седьмым входом блока логики, пока управления, прямой пы>,ад задающе- второй и третий входы трехвходового логиго генератора соединен с выводом, явля о- ческога элемента И соединены соответстщимся девятым выходом блока управления, 20 венно с выводами, являющимися восьмым и четвертый выход счетчика управлания сае- девятым вхадамй блока логики, второй вход динен с выводом, являющимся десятым вы- двухвхадавага логического-элемента И соеходом блока управления.: динен с выводом, являющимся десятым вхо3. Измеритель пап, 1, от.л пча ю щи й- дом блока логики. с я тем, что блок тиристорав содержит пер- 25 5. Измеритель по и, 1, а т л и ч а ю щ и йвый и второй тиристары, включенные с я тем, чта блок управления тиристорами встречно параллельно, управля ащиеэлект- содержит реверсивный счетчик и счетчик, рады которых соединены соответственно с второй двухвхадавай логический элемент Ивыводами, являющимися первым и вторым. НЕ, второй формирователь импульсов, привхадами блока тиристарав, анод первого и 30 чем выход второго двухвхадовога катод второго тиристорав соединены с вы- логического элемента И-НЕ соединен с вховодом, являющимся третьим входам блбка дам формирователя импульсов, первый и тиристоров, катод первогатиристорвианад второй выходы которого соединены сооТвторого тиристора соединены через изме- ветственно с выводами, являющимися перрительный шунт с выводом, явля ащимся 35 вым и вторым выходами блока управЛения... четвертым входом блока тиристоров, пер- тиристорами, выход реверсивного счетчика вый и второй выводы измерительного рези- соединен с первым входом двухвхадаваго стара явля отся соответственно первым и логического элемента И-НЕ и с выводом, вторым выходами блока тиристаров. являющимся третьим выходом блока управ4. Измеритель па и, 1, а т л и ч а ю щ и й- 40 ления тиристорами, выход счетчика соеди с я TGM, чта блок логики содер>кит двухвхо- нен с вторым входом двухвходоваго давай логический элемент И, трехвхадавой логического элемента И, первый управляюлогический элемент И, логический элемент щий вход счетчика соединен с выводом, явИ-4ИЛИ, второй выключатель, причем пер- . ля>ащимся первым входом блока вый вход двухвхадовога логического we- 45 управления тиристорами, первый и второй мента И через второй выключатель управля>ощие вхадь! реверсивногосчетчика соединен с общим выводам, а выход соеди- соединены с выводам, являющимся вторым нен с выводом, явля ащимся первым выхо- входом блока управления тиристорами, дом блока логики,,выход логического счетный вход реверсиравания счетчика соеэлемента И-4ИЛИ соединен с выводом, яв- 0 динен с выводам, являющймся третьим вхоляющимся вторым выходом блока логики, дам блока управления тиристорами, вход выход трехвхадавога логического элемента направления счета реверсивного счетчика и

И соединен с выводам, явля ащимся треть- второй управля ащий вход счетчика саедиим выходам блока логики, первый входпер- наны с выводом, являющимся четвертым вой группы входов логического элемента 55 входам блока управления тиристорами,:

И-4ИЛИ соединен с выводом, являющимся счетный вход счетчика соединен с выводом, первым входом блока логики, первый вход являющимся пятым входом блока управлетрехвхадовага лагическага элемента и и ниятиристарами,третийуправляющий вход первый вход второй группы входов лагиче- - счетчика соединен с выводом, являющимся ского элемента И-4ИЛИ соединены с выва- шестым входом блока управления тиристо1

1764002

6. Измеритель по и, 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что блок начальной установки соФиа. У

Составитель Е.Березов

Редактор M. Кузнецова Техред М,Моргентал Корректор H.Áó÷îê

Заказ 3455 Тираж,Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прй ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент",.г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 рами, вход начальной установки реверсивного счетчика соединен с выводом; являющимся седьмым входом блока управления тиристорами, выход переполнения реверсивного счетчика соединен с входом переноса счетчика. держит источник постоянного напряжения, первый вывод которого через последовательно соединенные резистор и конденсатор соединен с общим выводом, с которым

5 соединен второй вывод источника постоянного напряжения, общая точка указанных резистора и конденсатора соединена с выводом, являющимся выходом блока начальной установки.

        

www.findpatent.ru

Способ измерения тока короткого замыкания

Изобретение относится к энергетике, а именно к измерительной технике, и может быть использовано для измерения токов в электроустановках. Способ измерения тока короткого замыкания заключается в том, что четыре геркона устанавливают на безопасных расстояниях h1, h2, h3, h4 от проводника, угол между перпендикулярной линией продольной оси проводника и продольной осью первого геркона, второго, третьего и четвертого герконов составляет 90°. Настраивают герконы так, чтобы они срабатывали при токах срабатывания IСР4>ICP3>IСР2>ICP1. Измеряют время между замыканием первого и второго, второго и третьего геркона, третьего и четвертого геркона, которые расположены в магнитном поле проводника так, чтобы они замыкали контакты при соответствующих токах срабатывания IСР1, IСР2, IСР3, ICP4 в проводнике. Определяют амплитуду периодической составляющей измеряемого тока Im и начальное значение апериодической составляющей измеряемого тока ima путем решения системы уравнений для токов срабатывания IСР1, IСР2, IСР3, ICP4,после чего определяют амплитуду полного тока короткого замыкания Iпол по формуле:

Технический результат заключается в повышении быстродействия релейной защиты. 2 ил.

 

Изобретение относится к энергетике, а именно к измерительной технике, и может быть использовано для измерения токов короткого замыкания в электроустановках.

Известен способ измерения тока короткого замыкания [Хомерике O.K. Полупроводниковые преобразователи магнитного поля. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - С. 7-19] путем фиксации напряжения на выходе датчика Холла, установленного вблизи проводника. По напряжению определяют величину магнитной индукции, создавшей его, а по последней - величину тока в проводнике.

Однако величина контролируемого напряжения незначительна и зависит от температуры окружающей среды, что требует дополнительного усиления сигнала и компенсации температурных погрешностей. В конечном итоге это ведет к снижению точности измерения тока.

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения тока короткого замыкания [KZ 21350 A4, МПК G01R 19/30 (2006.01), опубл. 15.06.2009], при котором фиксируют время t1 между моментами замыкания и размыкания контактов первого геркона, время t1, 2 между замыканием контактов первого и второго герконов и время t3 между моментами замыкания и размыкания контактов второго геркона. Первый и второй герконы располагают в магнитном поле проводника так, чтобы они замыкали контакты при соответствующих токах срабатывания IСР1 и IСР2 в проводнике и размыкали контакты при токах возврата IВ1 и IВ2. Второй геркон настраивают так, чтобы он срабатывал при токах срабатывания IСP2>ICP1 и возвращался при токах возврата IB2>IB1. Составляют уравнения для ICP1, IСР2, IB1 и IВ2 по формуле:

где Im - амплитуда периодической составляющей измеряемого тока;

t - время в любой момент времени;

φΗ - электрический угол, отсчитываемый с момента наступления короткого замыкания до момента перехода через ноль периодической составляющей измеряемого тока короткого замыкания;

ima - начальное значение апериодической составляющей измеряемого тока;

ω - угловая частота тока;

Та - постоянная времени,

используя t1, t1, 2, t3. Находят амплитуду периодической составляющей измеряемого тока Im и начальное значение апериодической составляющей измеряемого тока ima из системы четырех составленных уравнений. По указанной формуле определяют полный ток короткого замыкания Iпол в любой момент времени.

Недостатком этого способа является низкое быстродействие релейной защиты, так для определения тока короткого замыкания нужно время 10 мс.

Задачей изобретения является повышение быстродействия релейной защиты.

Это достигается тем, что способ измерения тока короткого замыкания, так же как и в прототипе, заключается в том, что фиксируют время t1, 2 между замыканием контактов первого и второго герконов, которые расположены в магнитном поле проводника так, чтобы они замыкали контакты при соответствующих токах срабатывания ICP1, IСР2 в проводнике, второй геркон настраивают так, чтобы он срабатывал при токах срабатывания IСP2>ICP1,составляют уравнения для ICP1, IСР2, используя t1, 2, и определяют амплитуду полного тока короткого замыкания по формуле:

где Im - амплитуда периодической составляющей измеряемого тока;

t - время в любой момент времени;

φΗ - электрический угол, отсчитываемый с момента наступления короткого замыкания до момента перехода через ноль периодической составляющей измеряемого тока короткого замыкания;

ima - начальное значение апериодической составляющей измеряемого тока;

ω - угловая частота тока;

Та - постоянная времени.

Согласно изобретению четыре геркона устанавливают на безопасных расстояниях h1, h2, h3, h4 от проводника. Угол между перпендикулярной линией продольной оси проводника и продольной осью первого геркона, второго, третьего и четвертого герконов составляет 90°. Настраивают герконы так, чтобы они срабатывали при токах срабатывания IСP4>ICP3>ICP2. Дополнительно измеряют время между замыканием второго и третьего геркона, третьего и четвертого геркона и определяют амплитуду периодической составляющей измеряемого тока Im и начальное значение апериодической составляющей измеряемого тока ima из выражения:

где t1, 2 - время между замыканием контактов первого и второго герконов;

t2, 3 - время между замыканием контактов второго и третьего герконов;

t3, 4 - время между замыканием контактов третьего и четвертого герконов;

tH - время до замыкания контактов первого геркона;

ICP1 - ток срабатывания первого геркона;

IСР2 - ток срабатывания второго геркона;

IСР3 - ток срабатывания третьего геркона;

IСР4 - ток срабатывания четвертого геркона,

используя которые определяют амплитуду полного тока короткого замыкания Iпол.

Измерение времени между срабатыванием второго и третьего, третьего и четвертого герконов позволяет определить амплитуду тока короткого замыкания за 5 мс, так как срабатывания всех герконов происходит в первую половину полупериода переменного тока. Таким образом, по сравнению с прототипом, повышено быстродействие релейной защиты.

На фиг. 1 показано устройство для реализации предлагаемого способа.

На фиг. 2 представлены зависимости I=f(t), где кривая 1 - полный ток короткого замыкания Iпол, кривая 2 - номинальный ток Iном, кривая 3 - ток апериодической составляющей Iапер, кривая 4 - ток периодической составляющей Iпер.

Предложенный способ измерения тока короткого замыкания может быть реализован с помощью устройства, в котором первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 герконы (фиг. 1) с нормально разомкнутыми контактами размещены в магнитном поле проводника 5 с током и подключены к микроконтроллеру 6 (МК).

Могут быть использованы герконы типа МКА-14103 группы А производителя ОАО "Рязанского завода металлокерамических приборов". Микроконтроллер 6 (МК) может быть выполнен на микроконтроллере серии 51 производителя atmel AT89S53.

Способ осуществляют следующим образом.

Первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 герконы с нормально разомкнутыми контактами устанавливают вблизи проводника 5 на безопасном расстоянии. Расстояние от проводника 5 до первого 1 геркона h1=0,1 м, расстояние от проводника 5 до второго 2 геркона h2=0,13 м, расстояние от проводника 5 до третьего 3 геркона h3=0,16 м, расстояние от проводника 5 до четвертого 4 геркона h4=0,19 м. Угол между перпендикулярной линией продольной оси проводника 5 и продольной осью первого геркона 1, второго 2, третьего 3 и четвертого 4 герконов составляет 90°. Герконы подобраны так, чтобы токи срабатывания ICP1, IСР2, ICP3, ICP4 первого 1, второго 2, третьего 3 и четвертого 4 герконов соответствовали неравенствам:

IСР1<IСР2<ICP3<IСР4.

В проводнике 5 протекает ток короткого замыкания. При увеличении тока до тока срабатывания IСР1=33,9 А первого 1 геркона (фиг. 2, кривая 1) замыкаются разомкнутые до этого контакты. Это происходит под действием созданного током IСР1 срабатывания магнитного поля напряженностью срабатывания в зазоре между контактами первого 1 геркона, направленной вдоль его продольной оси. Второй 2 геркон замыкает контакты при токе срабатывания ICP2=60,4 А. Третий 3 геркон замыкает контакты при токе срабатывания IСР3=98,8 А. Четвертый 4 геркон замыкает контакты при токе срабатывания IСР4=176,0 А.

При увеличении тока в проводнике 5 до величины тока срабатывания IСР1 (фиг. 2, кривая 2) первый геркон 1 срабатывает, его контакты замыкаются, микроконтроллер 6 (МК) фиксирует значение тока и начинает отчет времени t1, 2 между замыканием контактов первого и второго герконов. Если ток не увеличился до ICP2, тo второй геркон 2 не срабатывает и микроконтроллер 6 (МК) обнуляет все значения.

Но если в проводнике 5 ток увеличивается до тока срабатывания IСР2, то срабатывает второй геркон 2 (фиг. 2, кривая 1). Микроконтроллер 6 (МК) фиксирует срабатывание второго 2 геркона, время между замыканием первого и второго герконов t1, 2=1 мс и начинает отчет времени t2, 3 между замыканием второго и третьего герконов. Когда ток в проводнике 5 увеличивается до тока срабатывания ICP3, то срабатывает третий геркон 3 (фиг. 2, кривая 1). Микроконтроллер 6 (МК) фиксирует срабатывание третьего 3 геркона, промежуток времени между замыканием второго и третьего герконов

t2, 3=0,8 мс и начинает отчет времени t3, 4 между замыканием третьего и четвертого герконов. Далее ток в проводнике 5 увеличивается до тока срабатывания IСР4, срабатывает четвертый геркон 4 (фиг. 2, кривая 1), и фиксируется время между замыканием третьего и четвертого герконов t3,4=1,2 мс.

В микроконтроллере 6 (МК) вычисляют значения Im, tH, φΗ по формулам разложения тока короткого замыкания на апериодическую (фиг. 2, кривая 3) и периодическую составляющие (фиг. 2, кривая 4) [Ульянов С.А. Электромагнитные переходные процессы. - Москва, 1970 г. - С. 58-65.]:

где Im - амплитуда периодической составляющей измеряемого тока;

tH - время до замыкания контактов первого геркона;

φΗ - электрический угол, отсчитываемый с момента наступления короткого замыкания до момента перехода через ноль периодической составляющей измеряемого тока;

ima - начальное значение апериодической составляющей измеряемого тока,

Та - постоянная времени.

Затем определяют полный ток короткого замыкания Iпол для любого момента времени по формуле:

Расчет ведется следующим образом, в выражении (2) второе уравнение делят на первое; раскладывают на

- представлено в виде , при этом сокращается и уравнение принимает вид:

Раскрывают скобки, аргументы, содержащие амплитуду периодической составляющей измеряемого тока Im, переносят в правую часть уравнения, а - в левую. В правой части уравнения (4) аргумент выносят за скобку:

Для третьего и четвертого уравнений системы (2) выполняют аналогичные (4)-(5) операции. В результате получают:

Далее делят уравнение (6) на (5), Im·sin(ωtΗΗ) сокращают, определяют ctg(ωtkΗ):

и находят:

Затем определяют амплитуду периодической составляющей измеряемого тока Im:

Находят значение мгновенной величины периодической составляющей тока IМ в точке Μ (фиг. 2):

и мгновенное значение величины апериодической составляющей тока iN в точке N:

Чтобы найти начальное значение ima апериодической составляющей измеряемого тока в уравнении (10) в момент перехода через ноль периодической составляющей измеряемого тока Im, принимают φΗ=0, тогда ωtH1 и φ1=arcsin(IM/Im), которые подставляют в формулу (11) и определяют:

Принимая данное значение амплитудой апериодического составляющий при переходе полного тока короткого замыкания через ноль при φΗ=0, строят кривую апериодической составляющей измеряемого тока (фиг. 2, кривая 3).

По полученным данным строят кривую полного тока короткого замыкания Iпол (фиг. 2, кривая 1) в любой момент времени по формуле:

Амплитуда полного тока короткого замыкания полученная с использованием предложенного способа IМпол=435 А при заданном значении I′Мпол=412 А. Таким образом, погрешность определения составила

Способ измерения тока короткого замыкания, при котором фиксируют время t1,2 между замыканием контактов первого и второго герконов, которые расположены в магнитном поле проводника так, чтобы они замыкали контакты при соответствующих токах срабатывания IСР1, IСР2 в проводнике, второй геркон настраивают так, чтобы он срабатывал при токах срабатывания IСР2>IСР1,
составляют уравнения для IСР1, IСР2, используя t1,2, и определяют амплитуду полного тока короткого замыкания по формуле:

где Im - амплитуда периодической составляющей измеряемого тока;
t - время в любой момент времени;
H - электрический угол, отсчитываемый с момента наступления короткого замыкания до момента перехода через ноль периодической составляющей измеряемого тока короткого замыкания;
ima - начальное значение апериодической составляющей измеряемого тока;
- угловая частота тока;
Ta - постоянная времени,
отличающийся тем, что четыре геркона устанавливают на безопасных расстояниях h1 h2, h3, h4 от проводника, угол между перпендикулярной линией продольной оси проводника и продольной осью первого геркона, второго, третьего и четвертого герконов составляет 90°, причем настраивают герконы так, чтобы они срабатывали при токах срабатывания IСР4>IСР3>IСР2, дополнительно измеряют время между замыканием второго и третьего геркона, третьего и четвертого геркона и определяют амплитуду периодической составляющей измеряемого тока Im и начальное значение апериодической составляющей измеряемого тока ima из выражения:

где t1,2 - время между замыканием контактов первого и второго герконов;
t2,3 - время между замыканием контактов второго и третьего герконов;
t3,4 - время между замыканием контактов третьего и четвертого герконов;
tH - время до замыкания контактов первого геркона;
IСР1 - ток срабатывания первого геркона;
IСР2 - ток срабатывания второго геркона;
IСР3 - ток срабатывания третьего геркона;
IСР4 - ток срабатывания четвертого геркона,
используя которые определяют амплитуду полного тока
короткого замыкания Iпол.

www.findpatent.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *